(57)【要約】【課題】複数の発電機に対応するＣＰＵがそれぞれの発電機の無人の自動運転を行っている場合に、あるＣＰＵが故障したときに他のＣＰＵがバックアップ可能とすること。【解決手段】各発電機２を駆動する複数の原動機１と、複数の原動機及び発電機の運転制御プログラムを格納し、原動機及び発電機を駆動制御するＣＰＵ１２と、他の発電機の運転状態を監視するコントロールリンク１３と、遮断器開閉指令を受ける入力ユニット２４と、原動機駆動信号と遮断器開閉信号を出力する出力ユニット２５と、各コントロールリンクと各入・出力ユニットとの間に設けられたゲート手段２１〜２３とを備え、あるＣＰＵからの故障信号を受けた他のＣＰＵは、ゲート手段を介して故障したＣＰＵについての入・出力ユニットと連系し、故障したＣＰＵに対応する原動機及び発電機の運転制御プログラムを実行する。【選択図】        図１
2006352936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電機と、
前記複数の発電機をそれぞれ駆動する複数の原動機と、
配電を行う母線と前記各発電機との間に設けられた遮断器と、
該遮断器の開閉指令を出力する開閉スイッチと、
前記各原動機及び発電機に対する各種運転指令を行う操作パネルと、
前記複数の原動機及び発電機の運転制御プログラムを格納し、前記各操作パネルからの運転指令に基づいて前記原動機及び発電機を駆動制御するＣＰＵと、
前記ＣＰＵと連系し、該ＣＰＵから運転情報を受け、他の発電機の運転状態とのやりとりを信号伝送ラインを介して行うコントロールリンクと、
前記開閉スイッチのスイッチ信号を受けて前記ＣＰＵに送る入力ユニットと、
前記ＣＰＵからの前記原動機への駆動信号と前記遮断器への開閉信号を出力する出力ユニットと、
を備えた発電プラント制御システムにおいて、
前記各コントロールリンクと前記各入力ユニット及び前記各出力ユニットとの間にゲート手段を設け、
前記各ゲート手段をデバイスネットで接続し、
前記複数のＣＰＵのうち、少なくとも１つのＣＰＵからの故障信号を受けた他のＣＰＵは該ＣＰＵと連系するコントロールリンクと接続されている前記ゲート手段が前記デバイスネットを介して故障したＣＰＵと連系するコントロールリンクと接続されているゲート手段と接続し、前記他のＣＰＵは故障したＣＰＵと連系する入力ユニット及び出力ユニットと連系して故障したＣＰＵに対応する原動機及び発電機の運転制御プログラムを実行するようにしたことを特徴とする発電プラント制御システム。
【請求項２】
前記各原動機にガバナモータを取り付け、該ガバナモータの駆動開始指令を与えるガバナスイッチを前記入力ユニットに接続し、該入力ユニットからのガバナスイッチによる駆動開始指令を受けた前記ＣＰＵは、前記ガバナモータにガバナ制御信号を出力ユニットを介して出力して前記ガバナモータを駆動制御することを特徴とする請求項１記載の発電プラント制御システム。
【請求項３】
前記各発電機に対応した前記各ＣＰＵと前記各コントロールリンクと前記各入力ユニットと前記各出力ユニットとでプログラマブルコントローラを構成し、該プログラマブルコントローラを構成する各部材はモジュールとしてそれぞれ独立したカセットスタイルに形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の発電プラント制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電プラント制御システム、特に船舶内に設けられた複数台の発電機の運転及び配電のための制御を行う発電プラント制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は従来の発電プラント制御システムの構成を示すブロック図である。
従来の発電プラント制御システムは、船舶内に例えば原動機であるエンジンによって駆動されて発電する例えば３台の発電機の運転及び配電のための制御を行うものである。
図３において、エンジン１によって駆動されて発電する発電機２が、船舶には例えば３台設けられている。各エンジン１にはガバナモータ１ａが取り付けられている。
このように発電機２が３台設けられている場合、各発電機２毎に発電機盤３が１号〜３号と３つ設けられている。
各発電機盤３には、オペレータが発電機の運転の指令操作を行うタッチ式の操作パネル５と、操作パネル５から出力された指令に基づいて発電機２を駆動するエンジン１を駆動制御するＰＬＣ（プログラマブル  ロジック  コントローラ）６と、船舶内の各種機器に配電を行う母線１０と発電機２との間に設けられたＡＣＢ（エアー  サーキットブレーカ）遮断器７と、ＡＣＢ開閉スイッチ８と、ガバナモータ１ａのガバナスイッチ９とが設けられている。
【０００３】
ＰＬＣ６は、各ユニットに安定した電源を供給する電源ユニット１１と、発電機２及びエンジン１の運転制御のプログラムを格納し、発電機２及びエンジン１の自動運転制御を行うＣＰＵ１２と、他の発電機の運転状態とのやりとりを行うコントロールリンク１３と、ＡＣＢ開閉スイッチ８及びガバナスイッチ９のスイッチ信号が入力される入力ユニット１４と、エンジン１及びガバナモータ１ａへの駆動制御信号とＡＣＢ開閉スイッチ８への開閉信号を出力する出力ユニット１５とを備えて構成されている。なお、１７は各コントロールリンク１３を結ぶコントロールリンクラインである。
【０００４】
従来の発電プラント制御システムは上記のように構成され、通常は各発電機２に対応するＰＬＣ６によってそれぞれ必要とする電力を発電するよう自動操作される。
この自動操作とは、操作パネル５の運転開始スイッチが操作されると、ＰＬＣ６のＣＰＵ１２が内蔵されている自身の原動機１及び発電機２の運転制御プログラムに従ってエンジン１を駆動制御して発電機１が発電量を出力するよう制御したり、ＣＰＵ１２によるパワーマネージメントにより周波数を一定にしたり、他の発電機との同期（周波数を一致させ）を取り、他の発電機の発電量との負荷バランスを取ったり、ＡＣＢ遮断器機７の開閉制御やガバナーモータ１ａの制御を行うことをいう。
このようにして各発電機盤３の個々のＰＬＣ６が対応する原動機１及び発電機２の自動操作を行っている。
（上記従来の発電プラント制御システムは従来技術であるが、この従来技術が記載された刊行物はなかった）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の発電プラント制御システムでは、上述した自動操作が行われて複数の発電機２の連係が行われている場合に、１つのＰＬＣ６が電源ユニット１１の故障や、ＣＰＵ１２の故障等により故障すると、故障したＰＬＣ６のＣＰＵ１２が故障信号を出力して異常表示ランプを点灯させるため、故障したＰＬＣ６が分かる。
そこで、故障のＰＬＣ６に対してオペレータが手動操作を行って発電機２を駆動するエンジン１の運転を制御することとなる。
このオペレータによる手動操作は、操作パネル５の運転開始の押ボタンを押して手動運転を開始させる。次に、ＡＣＢ開閉スイッチ８とガバナースイッチ９を入れ、発電機２を駆動可能な状態に設定する。
しかる後に、手動操作により発電機２を駆動するエンジン１の駆動制御を行い、発電機２が発電を開始したら、所定の発電量を出力させると共に、周波数を一定にしたり、他の発電機との同期を取り、他の発電機の発電量との負荷バランスを取ったり、負荷に対する台数制御を行う等のパワーマネージメントを行う必要がある。
このように従来の発電プラント制御システムでは、１つのＰＬＣ６が故障したときに、故障のＰＬＣ６を手動操作して発電機の運転を行わなければならないため、自動運転が基本としても故障時の対応のために常時衝動操作のためのオペレータを配置させて置かなければならず、手動操作が面倒であり、その手動操作も習熟した者が行わなければならないという問題があった。
また、自動操作のような有効なパワーマネージメントが働かないため、良質な電源が得られないという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る発電プラント制御システムは、複数の発電機と、前記複数の発電機をそれぞれ駆動する複数の原動機と、配電を行う母線と前記各発電機との間に設けられた遮断器と、該遮断器の開閉指令を出力する開閉スイッチと、前記各原動機及び発電機に対する各種運転指令を行う操作パネルと、前記複数の原動機及び発電機の運転制御プログラムを格納し、前記各操作パネルからの運転指令に基づいて前記原動機及び発電機を駆動制御するＣＰＵと、前記ＣＰＵと連系し、該ＣＰＵから運転情報を受け、他の発電機の運転状態とのやりとりをコントロールリンクラインを介して行うコントロールリンクと、前記開閉スイッチのスイッチ信号を受けて前記ＣＰＵに送る入力ユニットと、前記ＣＰＵからの前記原動機への駆動信号と前記遮断器への開閉信号を出力する出力ユニットとを備えた発電プラント制御システムにおいて、前記各コントロールリンクと前記各入力ユニット及び前記各出力ユニットとの間にゲート手段を設け、前記各ゲート手段をデバイスネットで接続し、前記複数のＣＰＵＣのうち、少なくとも１つのＣＰＵからの故障信号を受けた他のＣＰＵは該ＣＰＵと連系するコントロールリンクと接続されている前記ゲート手段が前記デバイスネットを介して故障したＣＰＵと連系するコントロールリンクと接続されているゲート手段と接続し、前記他のＣＰＵは故障したＣＰＵと連系する入力ユニット及び出力ユニットと連系して故障したＣＰＵに対応する原動機及び発電機の運転制御プログラムを実行するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は以上説明したとおり、複数の発電機をそれぞれ駆動する複数の原動機と、各原動機及び発電機に対する各種運転指令を行う操作パネルと、複数の原動機及び発電機の運転制御のプログラムを格納し、前記各操作パネルからの運転指令に基づいて前記原動機及び発電機を駆動制御するＣＰＵと、ＣＰＵと連系し、該ＣＰＵから運転情報を受け、他の発電機の運転状態とのやりとりをコントロールリンクラインを介して行うコントロールリンクと、配電を行う母線と各発電機との間に設けられた遮断器を開閉させる開閉スイッチの開閉指令を受けてＣＰＵに送る入力ユニットと、ＣＰＵからの原動機への駆動信号と遮断器への開閉信号を出力する出力ユニットとを備え、各コントロールリンクと各入力ユニット及び各出力ユニットとの間にゲート手段を設け、各ゲート手段をデバイスネットで接続し、複数のＣＰＵＣのうち、少なくとも１つのＣＰＵからの故障信号を受けた他のＣＰＵは該ＣＰＵと連系するコントロールリンクと接続されているゲート手段をデバイスネットを介して故障したＣＰＵと連系するコントロールリンクと接続されているゲート手段と接続し、他のＣＰＵは故障したＣＰＵと連系する入力ユニット及び出力ユニットと連系し、故障したＣＰＵに対応する原動機及び発電機の運転制御プログラムを実行するようにしたので、複数のＣＰＵＣのうち、少なくとも１つのＣＰＵが故障した場合に、他の正常なＣＰＵのコントロールリンクが故障したＣＰＵと連系する入力ユニット及び出力ユニットとデバイスネットを介して連系し、他の正常なＣＰＵは故障の入力ユニットから開閉スイッチの開閉指令を受け、故障の出力ユニットから原動機への駆動信号と遮断器への開閉信号を出力するようにして故障したＣＰＵに対応する原動機及び発電機の運転制御プログラムを実行することにより、故障したＣＰＵのバックアップをして自動操作による無人運転を継続することができる。
従って、故障時の対応のために常時操作に習熟したオペレータを配置させて置かなくて済み、自動操作による無人運転が継続されるため、有効なパワーマネージメントが働いて良質な電源が継続して得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明の実施の形態１に係る発電プラント制御システムの構成を示すブロック図、図２は同発電プラント制御システムの１つのＰＬＣが故障した場合の発電制御動作を示すフローチャートである。
図１において、この実施の形態１も従来例と同様に、ガバナモータ１ａが取り付けられたエンジン１によって駆動されて発電する発電機２が船舶に例えば３台設けられ、各発電機２毎に発電機盤３が１号〜３号と３つ設けられている。
各発電機盤３には、オペレータが発電機の運転の指令操作を行うタッチ式の操作パネル５と、操作パネル５から出力された指令に基づいて発電機２を駆動するエンジン１を駆動制御するＰＬＣ６と、船舶内の各種機器に配電を行う母線１０と発電機２との間に設けられたＡＣＢ遮断器７と、ＡＣＢ開閉スイッチ８と、ガバナモータ１ａのガバナスイッチ９とが設けられている。
【０００９】
各ＰＬＣ６は、各ユニットに安定した電源を供給する電源ユニット１１と、３台分の発電機２及びエンジン１の運転制御プログラムを格納し、発電機２及びエンジン１の自動運転制御を行うＣＰＵ１２と、他の発電機の運転状態とのやりとりを行うコントロールリンク１３とを備えて構成されている。そして、各ＰＬＣ６のコントロールリンク１３はコントロールリンクライン１７で結ばれている。なお、各ＣＰＵ１２は３台分の発電機２及びエンジン１の運転制御のプログラムを格納している。
また、各ＰＬＣ６のコントロールリンク１３の入出力ポートにはデバイス用ゲート２１が接続されており、そのデバイス用ゲート２１は入力ゲート２２を介して出力ゲート２３と接続されている。
その各入力ゲート２２にはＡＣＢ開閉スイッチ８及びガバナスイッチ９のスイッチ信号が入力される入力ユニット１４が接続されている。また、各出力ゲート２３にはエンジン１及びガバナモータ１ａへの駆動制御信号とＡＣＢ開閉スイッチ８への開閉信号を出力する出力ユニット１５が接続されている。
【００１０】
そして、１号の発電機盤３における入力ゲート２２と２号の発電機盤３における入力ゲート２２とはデバイスネット２６で接続され、２号の発電機盤３におけるデバイス用ゲート２１と３号の発電機盤３における入力ゲート２２とはデバイスネット２６で接続されている。
また、各ＰＬＣ６の電源ユニット１１、ＣＰＵ１２、コントロールリンク１３は、モジュールとしてそれそれ独立したカセットスタイルに構成されているため、モジュール交換が極めて容易で、短時間で行うことができる。また、入力ユニット１４及び出力ユニット１５も、モジュールとしてそれそれ独立したカセットスタイルに構成されているため、モジュール交換が極めて容易で、短時間で行うことができる。
【００１１】
次に、本発明の実施の形態１に係る発電プラント制御システムの１つのＰＬＣが故障した場合の発電制御動作を図２のフローチャートに基づいて説明する。
発電プラント制御システムにおける通常の発電のための運転制御は、従来例と同様であり、その説明は省略する。
発電プラント制御システムの各発電機盤３に対応する発電機２が、その発電機盤３におけるＰＬＣ６の自動操作によってそれぞれ必要とする電力を発電している場合、各ＰＬＣ６のＣＰＵ１２は正常に動作しており（ステップＳ１）、コントロールリンク１３はコントロールリンクライン１７を介して互いに他の発電機２の運転状態のやりとりをしており、その情報はＣＰＵ１２に伝えられる（ステップＳ１）。
【００１２】
そして、各ＣＰＵ１２では自分の発電機２の運転状態と共に他の発電機２の運転状態も監視しており、他の発電機の運転がそのＣＰＵ１２の故障等によって異常となったかどうかを見ている（ステップＳ２）。
例えば１号発電機盤３のＰＬＣ６のＣＰＵ１２が故障すると、故障したＣＰＵ１２が故障信号を出力すると共に故障表示ランプを点灯させる（ステップＳ３）。また、１号発電機盤３のＰＬＣ６のＣＰＵ１２が故障せず、正常であればそのまま無人で自動運転を継続する（ステップＳ４）。
１号発電機盤３におけるＣＰＵ１２からの故障信号をコントローラルリンクライン１７を介して受けた２号発電機盤３及び３号発電機盤３におけるＣＰＵ１２のうち、例えば２号発電機盤３におけるＣＰＵ１２が１号発電機盤３におけるＣＰＵ１２のバックアップを行う（ステップＳ５）。
【００１３】
このように、２号発電機盤３のＣＰＵ１２が１号発電機盤３のＣＰＵ１２をバックアップできるのは、２号発電機盤３のＣＰＵ１２には、１号発電機盤３の発電機の運転制御プログラムが格納されていることと、１号発電機盤３のＡＣＢ開閉スイッチ８及びガバナスイッチ９のスイッチ信号が入力される入力ユニット２４とエンジン１及びガバナモータ１ａへの駆動制御信号とＡＣＢ開閉スイッチ８への開閉信号を出力する出力ユニット２５が入力ゲート２２及び出力ゲート２３を経てデバイスネット２６を介して１号発電機盤３の入力ゲート２２及び出力ゲート２３に接続されるからである。
２号発電機盤３のＣＰＵ１２が１号発電機盤３のＣＰＵ１２をバックアップすることにより、１号発電機盤３における発電機２の無人の自動運転を継続することができる（ステップＳ６）。
【００１４】
２号発電機盤３のＣＰＵ１２が１号発電機盤３のＣＰＵ１２をバックアップして発電機２の無人の自動運転を継続する内容としては、自動周波数一定制御、自動同期投入制御、自動負荷分担制御、自動負荷移行制御、負荷量監視による発電機台数制御、母線電圧／周波数異常による発電機自動切換え等がある。このうちには、パワーマネージメントである自動周波数一定制御、自動負荷分担制御及び発電機台数制御が含まれている。
このようにして１号発電機盤３における発電機２の無人の自動運転が継続されることとなる（ステップＳ７）。
【００１５】
この実施の形態１では、各発電機盤３に対応する発電機２について、その発電機盤３におけるＰＬＣ６のＣＰＵ１２がそれぞれ発電機２の無人の自動運転を行っている場合に、例えば１号発電機盤３のＰＬＣ６のＣＰＵ１２が故障すると、故障したＣＰＵ１２が故障信号を出力し、その故障信号をコントロールリンクライン１７を介して受けた２号発電機盤３及び３号発電機盤３におけるＣＰＵ１２のうち、例えば２号発電機盤３におけるＣＰＵ１２が１号発電機盤３におけるＣＰＵ１２をバックアップを行うことができるようにしたので、従来のような故障時の対応のために常時オペレータを配置させて置かなければならず、手動操作が面倒であるという問題がなく、有効なパワーマネージメントも働くため、良質な電源を得ることが可能となった。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
上記実施の形態１では、３つの発電機盤３にそれぞれ対応する発電機２について、各発電機盤３におけるＰＬＣ６のＣＰＵ１２がそれぞれの発電機２の無人の自動運転を行っている場合に、そのうちの１つのＣＰＵ１２が故障したときに他のＣＰＵ１２がバックアップを行うようにしているが、複数の発電機盤３にそれぞれ対応する発電機２についても、そのうちの１つのＣＰＵ１２が故障したときに他のＣＰＵ１２がバックアップを行うことができることは勿論である。
また、３台のＣＰＵ１２のうち、２台のＣＰＵ１２が故障しても、残りの１台のＣＰＵ１２が故障のＣＰＵ１２をバックアップできることは勿論である。
さらに、上記実施の形態１では、船舶内に設けられた発電機を対象としているが、船舶以外の他のプラントに複数設けられる発電機についても適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発電プラント制御システムの構成を示すブロック図。
【図２】同発電プラント制御システムの１つのＰＬＣが故障した場合の発電制御動作を示すフローチャート。
【図３】従来の発電プラント制御システムの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００１８】
１  エンジン（原動機）、２  発電機、３  発電機盤、５  操作パネル、６  ＰＬＣ、７  ＡＣＢ遮断器、８  ＡＣＢ開閉スイッチ、９  ガバナスイッチ、１０  母線、１１  電源ユニット、１２  ＣＰＵ、１３  コントロールリンク、１７  コントロールリンクライン、２１  デバイス用ゲート、２２  入力ゲート、２３  出力ゲート、２４  入力ユニット、２５出力ユニット、２６  デバイスネット。
【図１】
2006352936.tif 000003
【図２】
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【図３】
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